Nhóm cyano có tính phân cực mạnh và khả năng hấp thụ electron, do đó nó có thể đi sâu vào protein mục tiêu để tạo liên kết hydro với các gốc axit amin quan trọng trong vị trí hoạt động. Đồng thời, nhóm cyano là đồng phân sinh điện tử của nhóm carbonyl, halogen và các nhóm chức khác, có thể tăng cường tương tác giữa các phân tử thuốc nhỏ và protein mục tiêu, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong việc sửa đổi cấu trúc thuốc và thuốc trừ sâu [1]. Các loại thuốc có chứa nhóm cyano tiêu biểu bao gồm saxagliptin (Hình 1), verapamil, febuxostat, v.v.; thuốc nông nghiệp bao gồm bromofenitrile, fipronil, v.v. Ngoài ra, các hợp chất cyano cũng có giá trị ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực hương liệu, vật liệu chức năng, v.v. Ví dụ, Citronitrile là một loại hương nitrile mới trên thế giới, và 4-bromo-2,6-difluorobenzonitrile là một nguyên liệu quan trọng để điều chế vật liệu tinh thể lỏng. Có thể thấy rằng các hợp chất cyano được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực do các đặc tính độc đáo của chúng [2].

Nhóm cyano có tính phân cực mạnh và khả năng hấp thụ electron, do đó nó có thể đi sâu vào protein mục tiêu để tạo liên kết hydro với các gốc axit amin quan trọng trong vị trí hoạt động. Đồng thời, nhóm cyano là đồng phân sinh điện tử của nhóm carbonyl, halogen và các nhóm chức khác, có thể tăng cường tương tác giữa các phân tử thuốc nhỏ và protein mục tiêu, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong việc sửa đổi cấu trúc thuốc và thuốc trừ sâu [1]. Các loại thuốc có chứa nhóm cyano tiêu biểu bao gồm saxagliptin (Hình 1), verapamil, febuxostat, v.v.; thuốc nông nghiệp bao gồm bromofenitrile, fipronil, v.v. Ngoài ra, các hợp chất cyano cũng có giá trị ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực hương liệu, vật liệu chức năng, v.v. Ví dụ, Citronitrile là một loại hương nitrile mới trên thế giới, và 4-bromo-2,6-difluorobenzonitrile là một nguyên liệu quan trọng để điều chế vật liệu tinh thể lỏng. Có thể thấy rằng các hợp chất cyano được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực do các đặc tính độc đáo của chúng [2].

2.2 Phản ứng xyanua hóa ái điện tử của enol boride

Nhóm của Kensuke Kiyokawa [4] đã sử dụng thuốc thử xyanua n-cyano-n-phenyl-p-toluenesulfonamide (NCTS) và p-toluenesulfonyl xyanua (tscn) để đạt được hiệu quả cao trong quá trình xyanua hóa điện di của các hợp chất enol boron (Hình 3). Thông qua sơ đồ mới này, nhiều β-Acetonitrile, và có phạm vi chất nền rộng.

2.3 Phản ứng silic xyanua chọn lọc lập thể xúc tác hữu cơ của xeton

Gần đây, nhóm Benjamin [5] đã báo cáo trên tạp chí Nature về sự phân biệt đồng phân đối quang của 2-butanone (Hình 4a) và phản ứng xyanua bất đối xứng của 2-butanone với các enzym, chất xúc tác hữu cơ và chất xúc tác kim loại chuyển tiếp, sử dụng HCN hoặc tmscn làm chất phản ứng xyanua (Hình 4b). Với tmscn làm chất phản ứng xyanua, 2-butanone và một loạt các xeton khác đã được tiến hành các phản ứng xyanua silyl có tính chọn lọc đối quang cao dưới điều kiện xúc tác của idpi (Hình 4C).

Hình 4 A, sự phân biệt đồng phân đối quang của 2-butanone. b. Phản ứng xyanua hóa bất đối xứng của 2-butanone với enzyme, chất xúc tác hữu cơ và chất xúc tác kim loại chuyển tiếp.

c. Idpi xúc tác phản ứng silyl xyanua có tính chọn lọc lập thể cao của 2-butanone và nhiều loại xeton khác.

2.4 Phản ứng xyanua hóa khử aldehyd

Trong quá trình tổng hợp các sản phẩm tự nhiên, tosmic xanh được sử dụng làm thuốc thử xyanua để dễ dàng chuyển đổi các aldehyd bị cản trở không gian thành nitril. Phương pháp này còn được sử dụng để đưa thêm một nguyên tử carbon vào aldehyd và xeton. Phương pháp này có ý nghĩa xây dựng trong tổng hợp toàn phần đặc hiệu đối quang của jiadifenolide và là một bước quan trọng trong tổng hợp các sản phẩm tự nhiên, chẳng hạn như tổng hợp các sản phẩm tự nhiên như clerodane, caribenol A và caribenol B [6] (Hình 5).

2.5 Phản ứng xyanua điện hóa của amin hữu cơ

Là một công nghệ tổng hợp xanh, tổng hợp điện hóa hữu cơ đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực tổng hợp hữu cơ. Trong những năm gần đây, ngày càng nhiều nhà nghiên cứu quan tâm đến nó. Nhóm của PrashanthW. Menezes [7] gần đây đã báo cáo rằng amin thơm hoặc amin béo có thể được oxy hóa trực tiếp thành các hợp chất xyanua tương ứng trong dung dịch KOH 1m (không cần thêm thuốc thử xyanua) với điện thế không đổi là 1,49vrhe bằng cách sử dụng chất xúc tác Ni2Si rẻ tiền, với hiệu suất cao (Hình 6).

Tóm tắt 03

Phản ứng xyanua hóa là một phản ứng tổng hợp hữu cơ rất quan trọng. Bắt đầu từ ý tưởng về hóa học xanh, các chất phản ứng xyanua thân thiện với môi trường được sử dụng để thay thế các chất phản ứng xyanua truyền thống độc hại và có hại, và các phương pháp mới như không dùng dung môi, không xúc tác và chiếu xạ vi sóng được sử dụng để mở rộng hơn nữa phạm vi và chiều sâu nghiên cứu, nhằm tạo ra lợi ích kinh tế, xã hội và môi trường to lớn trong sản xuất công nghiệp [8]. Với sự tiến bộ liên tục của nghiên cứu khoa học, phản ứng xyanua sẽ phát triển theo hướng năng suất cao, tiết kiệm và hóa học xanh.